Longyuan 3DP sand mould printing helps China's foundry industry

Trung Quốc là một quốc gia lớn về đúc, với sản lượng đúc đạt 51,3 triệu tấn vào năm 2021, quy mô ngành đứng đầu thế giới. Theo thống kê của Hiệp hội Đúc Trung Quốc, hiện có 26.000 nhà máy đúc trong nước, trong đó quy mô thị trường của các sản phẩm đúc cát khoảng 120 tỷ nhân dân tệ. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, ngành này phải đối mặt với nhiều khó khăn, bao gồm áp lực tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, thiếu hụt lao động kỹ thuật, và cạnh tranh đồng nhất nghiêm trọng. Để thoát khỏi khó khăn, các doanh nghiệp đã đầu tư một lượng lớn vốn vào nghiên cứu phát triển sản phẩm mới và cải tiến công nghệ. Tuy nhiên, với sự chậm lại của tốc độ tăng trưởng kinh tế, sự suy giảm lợi thế dân số và sự gia tăng chi phí tổng hợp, giá trị gia tăng của các sản phẩm trong ngành đúc đã giảm tổng thể, tốc độ chuyển đổi và nâng cấp ngành công nghiệp chậm lại, và việc tìm kiếm một con đường chuyển đổi và phát triển mới trở nên cấp thiết. Công nghệ truyền thống không thể thay đổi tình hình này, vì vậy cần có một công nghệ mới có thể "tạo động lực đổi mới" cho nhiều doanh nghiệp đúc - với chi phí thấp và lợi nhuận dự kiến, xây dựng "đường xanh" để chuyển đổi công nghệ sản phẩm của doanh nghiệp từ cấp thấp sang cấp trung và cao.

Trong bối cảnh đó, công nghệ in 3D bằng khuôn cát (còn gọi là "công nghệ in 3D bằng khuôn cát phun chất kết dính") đã xuất hiện và sau nhiều năm phát triển và hoàn thiện, đã trở nên rất cạnh tranh. Trong bài viết này, có thể thấy thiết bị in 3D bằng khuôn cát sản xuất trong nước đã xuất hiện trên dây chuyền sản xuất của một doanh nghiệp đúc tư nhân ở thành phố Xianyang, tỉnh Shaanxi, mang lại lợi thế công nghệ "cạnh tranh bất đối xứng" cho các sản phẩm đúc của họ, giúp họ thành công thâm nhập thị trường đúc cao cấp.

So với các quy trình gia công kim loại như rèn, ép, hàn, phay, v.v., đúc khuôn cát là một trong những công nghệ tạo hình kim loại đơn giản và hiệu quả nhất, do đó được sử dụng rộng rãi. Đúc khuôn cát truyền thống chủ yếu sử dụng khuôn đúc khuôn cát hoặc hộp lõi để tạo hình, cần phải chế tạo khuôn gỗ hoặc khuôn kim loại, việc chế tạo khuôn tốn nhiều thời gian, chi phí cao và có rủi ro, khiến nhiều doanh nghiệp đúc phải đối mặt với sự lựa chọn khó khăn trong giai đoạn phát triển sản phẩm mới ban đầu - nếu mở khuôn mà không nhận được đơn đặt hàng, sẽ mất trắng chi phí khuôn. Trong trường hợp này, ngoài việc phát triển sản phẩm mới, nhu cầu về các sản phẩm có số lượng nhỏ, phức tạp cũng khó có thể được đáp ứng. Mặt khác, việc đúc khuôn cát cũng có nhiều nhược điểm về kỹ thuật, chẳng hạn như dung sai lắp ráp và dung sai độ nghiêng khuôn được dự trữ cho việc lắp ráp và tháo khuôn, dẫn đến các vấn đề như lượng gia công loại bỏ lớn, sai số kích thước cao, độ nhẵn bề mặt đúc kém đối với các sản phẩm đúc khuôn cát. Do đó, các sản phẩm đúc phức tạp có yêu cầu chất lượng cao hơn buộc phải từ bỏ quy trình đúc khuôn cát và chuyển sang sử dụng các quy trình thay thế có chi phí cao hơn, chẳng hạn như đúc áp lực, đúc chính xác, v.v.

Sự ra đời của công nghệ in khuôn cát 3DP có thể thay đổi đáng kể tình trạng bất lợi của đúc khuôn cát. Sử dụng công nghệ in khuôn cát 3DP không cần khuôn mẫu, in trực tiếp khuôn cát, có thể hoàn thành việc phát triển sản phẩm mới và giao hàng với số lượng nhỏ và trung bình trong thời gian ngắn nhất và chi phí thấp nhất. Sau khi công nghệ 3DP được xác nhận, quy trình đúc được hoàn thiện, hợp đồng được ký kết thuận lợi, sau đó đầu tư vốn để mở khuôn mẫu để sản xuất hàng loạt, có thể tiết kiệm được một lượng lớn chi phí đầu tư khuôn mẫu. Về chất lượng, khuôn cát 3DP không bị hạn chế bởi quy trình đúc khuôn, có độ chính xác cao ở mức 10 micromet, cấu trúc phức tạp, tự do định hình, độ chính xác của bề mặt đúc của một số bộ phận đúc nhôm có thể sánh ngang với đúc chính xác, đồng thời giảm tỷ lệ phế phẩm do sai số lắp ráp, giảm lao động của công nhân, mang lại hiệu quả kinh tế tổng hợp rất đáng kể.

Trong những năm gần đây, dưới sự thúc đẩy của cả công nghệ và nhu cầu thị trường, công nghệ in 3D bằng khuôn cát của Trung Quốc đã phát triển nhanh chóng. Công ty TNHH Hệ thống Tự động Hình thành Longyuan Bắc Kinh (thuộc Tập đoàn Sandee Technology, viết tắt là "Longyuan Forming"), nhà cung cấp hàng đầu về thiết bị in 3D và dịch vụ sản xuất trong nước, đã tự phát triển và ra mắt thiết bị sản xuất hàng loạt AFS-J2100, đạt tốc độ in dưới 15 giây/lớp và vượt qua thử nghiệm ổn định thiết bị trong 1.000 giờ, có độ chính xác in và chất lượng nội tại tốt, hướng đến sản xuất nhôm đúc. AFS-J2100, đạt tốc độ in dưới 15 giây/lớp và vượt qua bài kiểm tra độ ổn định thiết bị 1000 giờ, có độ chính xác in và chất lượng nội tại tốt, phù hợp với nhu cầu ứng dụng đúc nhôm, đúc sắt, đúc magiê, đúc thép, v.v., đi kèm với hệ thống vật liệu cát và chất kết dính phong phú.

Công ty TNHH Đúc Kim loại Màu Xinxin, huyện Wugong, tỉnh Shaanxi đã nhập khẩu hai máy in 3D khuôn cát Longyuan vào năm 2021 để sản xuất khuôn cát, hiện đã hoàn toàn thay thế quy trình đúc khuôn gỗ. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí và thời gian mở khuôn, mà còn tránh được rủi ro do thiết kế khuôn không hợp lý và sửa chữa khuôn. Năng suất sản xuất được cải thiện đáng kể, đặc biệt là đối với các sản phẩm có giá trị gia tăng cao, chu kỳ ngắn, độ chính xác cao và sản xuất thử nghiệm với số lượng nhỏ, có thể giao hàng chất lượng cao và hiệu quả hơn, trở thành một lợi thế cạnh tranh lớn.

Xinxin Casting đã sử dụng máy in 3D cát Longyuan để sản xuất thử nghiệm khối động cơ cho một nhà máy ô tô bằng công nghệ đúc nhanh bằng khuôn cát. Do cấu trúc phức tạp và độ dày thành mỏng của khối động cơ, nếu sử dụng phương pháp truyền thống, thời gian sản xuất sẽ mất hơn một tháng. Khuôn cát được sản xuất bằng thiết bị in khuôn cát 3DP có độ chính xác và độ bền cao hơn nhiều so với công nghệ truyền thống, độ bền kéo có thể đạt 2MPa, độ nhám bề mặt đúc dưới Ra12.5, kiểm soát khuyết tật tốt, không có vết thừa, lỗ khí, vết nứt, tạp chất, không có khuyết tật bề mặt và thiếu sót. Chỉ mất 10 ngày để giao sản phẩm đúc bằng gang xám (HT250), thời gian sản xuất được rút ngắn 2/3, chi phí giảm 30%.

Xinxin Casting đã sử dụng máy in cát 3DP Longyuan để sản xuất khung xe nhẹ cho một nhà sản xuất ô tô năng lượng mới bằng công nghệ đúc cát nhanh. Nếu sử dụng phương pháp truyền thống, chu kỳ sản xuất sẽ mất 40 ngày. Sử dụng công nghệ đúc nhanh bằng máy in 3DP Sand Mold, độ chính xác kích thước của sản phẩm đúc cuối cùng đạt cấp CT7, độ nhám bề mặt dưới Ra12.5μm, bề mặt sản phẩm đúc không có lỗ khí, vết nứt, hình dạng hoàn chỉnh, cấu trúc rõ ràng. Cuối cùng, sản phẩm đúc nhôm hợp kim (ZL101) hoàn chỉnh được giao trong 6 ngày, thời gian sản xuất rút ngắn 85%, chi phí giảm 32%.

Ông Tan Dawei, người phụ trách của Xinxing Casting, cho biết hiện tại đơn hàng quá nhiều đến mức không thể xử lý kịp, hai máy in khuôn cát 3DP hoạt động liên tục 24/7. Sản lượng in khuôn cát hiện tại là 20 tấn/tháng đã không thể đáp ứng được nhu cầu thị trường khổng lồ. Bước tiếp theo, Xinxing Casting sẽ nhập thêm nhiều máy in khuôn cát 3DP để đạt mục tiêu sản lượng hàng tháng gần 100 tấn và giá trị sản xuất hàng năm gần 100 triệu nhân dân tệ. "Hiện nay, chúng tôi có thể sản xuất các sản phẩm có cấu trúc phức tạp, hiệu quả tăng gấp đôi, chi phí giảm một nửa. Đồng thời, do thời gian giao hàng được rút ngắn đáng kể, tỷ suất lợi nhuận của sản phẩm cũng tăng lên đáng kể, chúng tôi thu được lợi nhuận thực tế." Trong bối cảnh nhiều doanh nghiệp đúc truyền thống vẫn đang gặp khó khăn trong quá trình chuyển đổi do tiêu thụ năng lượng cao, ô nhiễm cao, độ chính xác của sản phẩm không đạt yêu cầu, Xinxing Casting đã thành công trong việc đột phá nhờ áp dụng công nghệ in 3D đúc xanh.

Tóm lại, công nghệ in khuôn cát 3DP có những ưu điểm rõ rệt trong việc tối ưu hóa và nâng cao hiệu suất khuôn cát, tốc độ gia công, kích thước định hình, v.v. Hiện nay, công nghệ này đã được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất đúc, đặc biệt phù hợp với việc phát triển sản phẩm mới, sản phẩm phức tạp và sản phẩm sản xuất với số lượng nhỏ. Với sự phát triển của thị trường và yêu cầu ngày càng cao về tốc độ và chất lượng phát triển sản phẩm mới, chúng tôi tin rằng trong những năm tới, trước thị trường đúc khuôn cát trị giá hàng trăm tỷ nhân dân tệ, công nghệ in khuôn cát 3DP sẽ chiếm thị phần ngày càng lớn, góp phần thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của ngành đúc Trung Quốc.

【Về Longyuan Molding】
Công ty TNHH Hệ thống Tự động Hình thành Longyuan Bắc Kinh (Longyuan AFS Co.,Ltd.) là công ty con của Công ty Cổ phần Công nghệ 3D Bắc Kinh (3D Printing Technology, Inc.). Năm 1994, công ty đã phát triển thành công thiết bị in 3D công nghiệp thương mại đầu tiên tại Trung Quốc với quyền sở hữu trí tuệ độc lập - máy in 3D bằng công nghệ nung kết bột laser chọn vùng. Đây là một trong những công ty đầu tiên tại Trung Quốc thực hiện công nghiệp hóa và dịch vụ hóa in 3D công nghiệp, là doanh nghiệp công nghệ cao quốc gia, doanh nghiệp công nghệ cao Zhongguancun, doanh nghiệp sáng tạo quận Haidian, doanh nghiệp chuyên môn hóa, đặc thù và mới lạ của Bắc Kinh, nhà cung cấp thiết bị công nghệ quan trọng cho sản xuất thông minh.
Longyuan Molding chuyên về thiết bị in 3D và dịch vụ sản xuất, công ty có gần 30 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực in 3D, thông qua hệ thống hợp tác sáng tạo "ba trong một" bao gồm viện nghiên cứu, trạm làm việc sau tiến sĩ và trung tâm kỹ thuật công nghệ, cung cấp sự đảm bảo kỹ thuật vững chắc. Thông qua các thiết bị thông minh tự phát triển như SLS (sintering laser chọn vùng), SLM (melting laser chọn vùng), 3DP (in cát), BJ (in kim loại bằng mực in phun), DED (đặt năng lượng định hướng), công ty cung cấp cho người dùng các dịch vụ sản xuất nhanh như in cát đúc nhanh, in sáp đúc chính xác, thử nghiệm nhanh sản phẩm hoàn chỉnh, in 3D kim loại gradient, v.v. thông qua các trung tâm sản xuất thông minh phân bố trên toàn quốc. Hơn một nghìn khách hàng sử dụng thiết bị và dịch vụ gia công trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, ô tô, xe máy, giao thông đường sắt, bơm và van tàu thủy, sản xuất máy móc, đúc nghệ thuật, gia công kim loại, v.v.